物理化学 界面化学习题
物理化学界面现象
物理化学界面现象一、选择题1. 同一系统，比表面自由能和表面张力都用γ 表示，它们( )A 物理意义相同，数值相同；B 量纲和单位完全相同；C 物理意义相同；D 前者是标量，后者是矢量相同，单位不同。
2.在液面上，某一小面积 S 周围表面对 S 有表面张力，下列叙述不正确的是( )A 表面张力与液面垂直；B 表面张力与 S 的周边垂直垂直；C 表面张力沿周边与表面相切；D 表面张力的合力在凸液面指向液体内部（曲面球心），在凹液面指向液体外部。
3. 下列叙述正确的是( )A 比表面自由能的意义是，在定温定压下，可逆地增加单位体积引起系统吉布斯自由能的增量；B 表面张力的意义是，在相表面的功面上，平行作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力；C比表面自由能单位为J.m2,表面张力单位为N.m-1时，两者数值相同；D 比表面自由能与表面张力量纲一致，但单位不同。
4.一个玻璃毛细管分别插入 25ºC 和 75ºC 的水中，则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度( )A 相同；B 无法确定；C 25ºC 水中高于 75ºC 水中；D 75ºC 水中高于 25ºC 水中。
5.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触的界面张力( )A 饱和水蒸汽;B 饱和了水蒸气的空气;C 空气;D 含有水蒸气的空气。
6.已知 20ºC时水～空气的界面张力为7.27×10-2N·m-1，当在 20ºC下可逆地增加水的表面2,则系统的ΔG为 ( )积4cmA2.91×10-5J B2.91×10-1J C－2.91×10-5J D－2.91×10-1J7.对处于平衡状态的液体，下列叙述不正确的是( )A 凸液面内部分子所受压力大于外部压力；B 凹液面内部分子所受压力小于外部压力；C 水平液面内部分子所受压力大于外部压力；D 水平液面内部分子所受压力等于外部压力。
物理化学论 界面现象习题
第十章界面现象10.1在293.15 K及101.325kPa下，把半径为1×10-3m的汞滴分散成半径为1×10-9m小汞滴，试求此过程系统的表面吉布斯函数变为多少？已知汞的表面张力为0.4865N·m-1。
10.2计算373.15K时，下列情况下弯曲液面承受的附加压。
已知373.15K时水的表面张力为58.91×10-3 N·m-1。
（1）水中存在的半径为0.1μm的小气泡；（2）空气中存在的半径为0.1μm的小液滴；（3）空气中存在的半径为0.1μm的小气泡。
10.3 293.15K时，将直径为0.1mm的玻璃毛细管插入乙醇中。
问需要在管内加入多大的压力才能防止液面上升？如不加任何压力，平衡后毛细管内液面高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10-3 N·m-1，密度为789.4kg·m-3，重力加速度为9.8m·s-2。
设乙醇能很好地润湿玻璃。
10.4水蒸气迅速冷却至298.15K时可达过饱和状态。
已知该温度下的表面张力为71.97×10-3 N·m-1，密度为997kg·m-3。
当过饱和水蒸气压力为平液面水的饱和蒸汽压的4倍时，计算。
（1）开始形成水滴的半径；（2）每个水滴中所含水分子的个数。
10.5已知CaCO3（s）在773.15K时的密度3900kg·m-3，表面张力为1210×10-3 N·m-1，分解压力为101.325Pa。
若将CaCO3（s）研磨成半径为30nm（1nm=10-9m）的粉末，求其在773.15K时的分解压力。
10.6已知273.15K时，用活性炭吸附CHCl3，其饱和吸附量为93.8dm3·kg-1，若CHCl3的分压为13.375kPa，其平衡吸附量为82.5 dm3·kg-1。
界面物理化学 习题
（1） 该脂肪酸的Gibbs吸附等温式； （2） 当a>>A时，在表面的紧密层中，每个脂肪酸分子的截面
积。 解：（1）Gibbs吸附等温式公式： 先把表面张力的公式进行变换，得 因此，表面超量为 （2）当a>>A时， 因此，单个脂肪酸分子的截面积为，即3.09×10-19m2。
8. 一般来说，物理吸附的吸附量随温度增高而降低，化学吸附的吸附量 随温度增高而先增加，后降低。 三、计算题 1. 在一封闭容器底部钻一个小孔，将容器浸入水中至深度0.40m处，恰 可使水不浸入孔中。已知298K时水的表面张力为7.2×10-2N•m-1，密度为 1.0×103kg•m-3，求孔的半径。 解：容器浸入水中，小孔的地方必然形成凸面液滴。平衡时，其表面的 附加压力应等于外面液体的压强，即 计算得，R’=3.6×10-5m。
思路：自发过程，故吉布斯自由能减小。答案选b。
12. 某气体A2在表面均匀的催化剂（K）表面发生解离反应，生成产物 B+C，其反应机理为 已知第二步为决速步，当A2(g)压力较高时，反应表现的级数为（d） （a）一级 （b）二级 （c）0.5级 （d）零级
思路： 因为第二步是决速步，所以速率方程写为： 是中间吸附态，根据稳态近似法， 求解AK的平衡浓度， 代入上面的速率方程表达式，得 当初始压强很大的时候，上式简化为，反应速率为一恒定值，所以为0 级反应。
10. 水不能润湿荷叶表面，接触角大于90o，当水中加入皂素后，接触角 将（b） （a）变大 （b）变小 （c）不变 （d）无法判断 思路：接触角为锐角，表明是可以润湿。答案选b。
物理化学进阶考试试题
物理化学进阶考试试题一、选择题1. 下列哪个不是电化学反应的基本概念？A. 氧化还原反应B. 电子转移C. 电流D. 晶格缺陷2. 在以下反应中，哪一个不是一个氧化还原反应？A. 2Na + Cl2 → 2NaClB. Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2AgC. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2D. 2H2O → 2H2 + O23. 下列哪个是碳的最稳定同素异形体？A. 金刚石B. 石墨C. 蓝色磷D. 富勒烯4. 当两个物体之间存在导电连接时，它们最终会达到什么样的状态？A. 热平衡B. 动态平衡C. 电平衡D. 化学平衡5. 下列哪个量是描述化学反应速率的？A. 摩尔质量B. 摩尔浓度C. 摩尔体积D. 摩尔比例二、填空题1. 根据阿伦尼乌斯方程，电化学反应速率与何种因素成正比？2. 阳极上的反应是_____，阴极上的反应是_____。
3. 在标准电极电位表中，氢气的标准电极电位被定义为多少？4. 当电化学反应自发进行时，该反应的ΔG值应为正还是负？5. 法拉第定律描述了什么现象？三、简答题1. 解释氧化还原反应的基本概念和意义。
2. 电解池中的阳极和阴极上分别发生了什么反应？3. 解释电解质溶液中的电离现象。
4. 什么是化学平衡？如何通过改变反应条件来达到化学平衡？5. 请解释化学反应速率和反应速率常数之间的关系。
四、计算题1. 在一个电解池中，如果反应速率为2 A，电流通过时间为3分钟，计算通过电解池的电量。
2. 计算以下反应的化学反应速率：2H2O2 → 2H2O + O2，当[H2O2] = 0.5 M，反应时间为10秒。
3. 根据以下方程式：2H2 + O2 → 2H2O，当反应的反应速率为1.5M/s，计算在10秒内消失的氢气摩尔数。
五、应用题1. 根据物质的电离程度和电导率，解释为什么酸性的物质可以导电，而纯净水却不导电。
2. 当我们使用化学电池时，为什么正极会逐渐变薄，而负极会逐渐增厚？六、综合题请根据你对物理化学的理解，选择一个你最感兴趣的领域或现象，进一步探索该领域或现象与电化学、反应速率以及化学平衡之间的关系，并进行写作或研究报告。
物理化学练习题及答案
物理化学练习题及答案
以下是物理化学练题及其答案：
1. 已知氯气在0℃时密度比空气大
2.44倍，求氯气的摩尔质量。
答案：70.91 g/mol
2. 算出10mol一氧化碳和15mol氧气在完全燃烧下产生的水的
质量并写出反应式。
答案：反应式2CO + O2 → 2CO2；水的质量为180g。
3. 有一容积为1L的，温度为25℃，内装有SO2Dioxide,在标
准状况下浓度为1mol/L。
求体积为1L的内的SO2质量。
答案：64.07g
4. 已知非极性H2O2在正己烷中的溶解度为0.25 g/L，求该物
质在正己醇中的溶解度。
假设两种溶剂的体积相等。
答案：0.2 g/L
5. 已知分子式为C4H10的有机物A和分子式为C2H6O的有机物B在相同的条件下燃烧生成的CO2的质量之比为27：22，求A 和B的分子式。
答案：A为C4H10，B为C2H6O2。
6. 在65℃时，硫的三种同素异形体均匀自由某室温下倾斜的中慢慢流出。
它们的密度分别为1.96，2.07和2.30g/cm³。
问它们按照密度从小到大的顺序排列，应先流出的是哪一个？
答案：轻硫S8。
以上是物理化学练题及答案。
物理化学第2版万洪文 下 各章练习题答案
解：1/[A]-1/ [A]0=( k1+ k2) t , k1 /k2=15%/25%=0.6 , k1+ k2=0.044 mol-1dm3min-1, k1 = 1.67×10-2mol-1dm3min-1 k2 = 2.78×10-2mol-1dm3min-1
11、在1189K下，乙酸的气相分解有两条平行的反应途径： ( 1 ) CH3COOH → CH4 + CO2 k1 = 3.74 s-1 ( 2 ) CH3COOH → H2C=C=O + H2O k2 = 4.65 s-1 （1）求乙酸反应掉99%所需的时间； （2）求在此温度下乙烯酮的最大产率。 解：(1) ln([A] /[A]0)= -( k1+ k2)t , t= 0.55 s . (2) 最大产率= 4.65/(3.74+ 4.65)=0.556
9、某连串反应, 试证明：（1）若k1>>k2，则C的生成速率决定于k2； （2）若k1<<k2，则C的生成速率决定于k1
证明： t=0 a t=t x 0 y 0 z
10、在二硫化碳溶液中，以碘为催化剂，氯苯与氯发生如下平行反应：
在温度和碘的浓度一定的条下， C6H5Cl和 Cl2的起始浓度均为0.5 mol.dm-3 , 30 min 后 C6H5Cl 有 15%转变为邻- C6H4Cl2 , 而有25%转变为对- C6H4Cl2 ，求k1和 k2 。
7、某溶液含有NaOH和CH3COOC2H5 ，浓度均为1.00×10-2mol· dm-3 ， 298 K时反应经 过10min有39%的CH3COOC2H5分解，而在308 K时，10分钟有55%分解，计算： (1)该反应的活化能。 (2)288K时，10分钟能分解多少？ (3)293K时，若有50%的CH3COOC2H5分解需时多少？ 解：(1)1/[A]-1/[A]0= k t ,k(298 K)= 6.39 mol-1· dm3 min-1 ,k(308 K)=12.22 mol-1· dm3 min-1 Ea=Rln(k1/k2)(1/T2-1/T1)= 49.4kJ· mol-1 (2)288K时,k(288K)=3.2 mol-1· dm3 min-1, t =10 min,{[A]0-[A]}/ [A]0=24.2% (3)293K时, k(293K)=4.55 mol-1· dm3 min-1, t1/2=1/( k[A]0)= 22min 8、两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,反应1的活化能比反应2的活化能高出 10.46kJ ·mol－1;在 373K时,若反应1的反应物初始浓度为0.1mol ·dm－3,经过60min后反应 1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05mol ·d m－3时, 要使反应 2完成70%需要多长时间(单位min)? 解：由k=Ae-Ea/RT，A1=A2，所以k1/k2=e (Ea1-Ea2)/RT 由1/[A]-1/[A]0= k t , Ea1-Ea2=10.46×103J/mol 所以 k1= 7.14×10-2 mol-1 ·dm3 min-1 ,k2=2.04 1/(1-70%) [A]0 -1/[A]0 = k2 t2 ， [A]0 = 0.05mol ·d m－3 所以 t2=22.88min
物化练习题及答案
物化练习题及答案一、选择题（每题4分，共40分）1. 锌可以和下列哪种物质发生反应？A. 铜B. 铝C. 钢铁D. 铂答案：A2. 以下哪个元素是地球上最常见的金属元素？A. 铁B. 铝C. 铜D. 锌答案：B3. 哪种燃料的能量密度最高？A. 木材B. 天然气D. 汽油答案：D4. 以下哪种物质在常温下为液体？A. 铁B. 铝C. 汞D. 铂答案：C5. 温度为摄氏零下273.15度时，气体的体积为零，这一温度点被称为：A. 绝对零度B. 熔点C. 沸点D. 环境温度答案：A6. 水在常温下的存在形态是：A. 液体C. 固体D. 上述都是答案：D7. 以下哪个元素是地球上最常见的非金属元素？A. 氧B. 氮C. 碳D. 硅答案：A8. 化学式H2O表示的物质是：A. 水B. 氧气C. 化学反应D. 碳酸答案：A9. 哪种金属在常温下属于液体？B. 铝C. 汞D. 铜答案：C10. 化学名称Fe表示的元素是：A. 铝B. 铁C. 铅D. 锡答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 短程有色金属成本较低，适合制造耐腐蚀、散热等需要。
答案：铝2. 电子元器件中常使用的金属材料是导体。
答案：铜3. 在自然界中，最多的元素是氢。
答案：氢4. 所有物质由不可再分割的最小粒子组成，称为原子。
答案：原子三、简答题（每题10分，共40分）1. 解释物质的三态是什么？并举例说明。
答案：物质的三态分别是固态、液态和气态。
在固态下，物质的分子密集排列，不易流动，例如冰。
在液态下，物质的分子较为稀疏，可以流动，例如水。
在气态下，物质的分子排列较为松散，具有较高的热运动能量，例如水蒸气。
2. 什么是化学反应？举例说明。
答案：化学反应是指物质在化学变化过程中，原有的物质经过分子之间的构建、断裂和重新组合，形成新的物质的过程。
例如，当铁与氧气反应形成铁锈时，化学反应发生。
3. 解释燃烧现象的化学原理。
答案：燃烧是一种快速氧化反应，它需要燃料、氧气和可燃物质达到着火点的温度。
物理化学B-第七章-表界面化学基础
表界面化学基础
引言
1. 表面（界面）：
界面：物质两相之间密切接触的过渡区
液体－液体
g
液体－固体 固体－固体
液体－气体
界面 （interface)
表面
l
固体－气体
（surface)
表面:两相之一为气相的密切接触的过渡区。
表面/界面 化学： 研究各种相界面的性质，尤其是具有巨大界面系 统的特殊性质(界面效应)；在分子（原子）尺度 上研究界面过程的科学。
p > p外
p < p外
1.弯曲液面下的附加压力
定义：界面两侧(p与p外)的压力差（p-p外），p 对凸表面， p >0
对凹表面， p <0
产生原因：在弯曲界面上，表面张力不能相互抵消。 代表表面张力的合力。
p的方向：总是指向曲率半径球心
肥皂泡中的压力 必大于大气压
水中气泡的压力
水的压力
2. 附加压力的大小——Young-Laplace方程
(l)
p p
Vmdp
p
Vmp
Vm
2
r
（1）
设小液滴和平面液体的蒸气压分别为pr和pV0，则它们对应 气相的化学势之差为
(g)
RT
ln
pr pvo
（2）
RT
ln
pr
pvo
Vm
•
2
r
ln pr pvo 2M RT r Kelvin方程
等温等外压下，液体的蒸汽压与液滴大小的关系。
(1) 各量的意义： pr—半径为r小液滴的蒸气压 pvo —平面液体的蒸气压正常值(查手册)
定性分析？
思考题6：
p
T
物化第十章习题
板上，滴上一小滴水，再在水上覆盖上油，这时
水对毛细管的润湿角为，如习题 10.7 图图(b)所
示。油和水的密度分别用O 和W 表示，AA/为油水界面，油层的深度为 h/。请导出水在毛细管中 上升的高度 h 与油-水界面张力WO 之间的定量关
系。
解：因为在油中水可以润湿玻璃管，在玻璃毛细管中油-水界面为凹面，毛细管半径
பைடு நூலகம்
题 10.8 图示
10.9 已知在 273.15K 时，用活性炭吸附 CHCl3，其饱和吸附量为 93.8dm3kg-1， 若 CHCl3 的分压力为 13.375kPa，其平衡吸附量为 82.5dm3kg-1，试求：
（1） 朗谬尔吸附等温式中的 b 值；
（2） CHCl3 的分压力为 6.6672kPa 时，平衡吸附量为若干？
解：（1）因为
Va
Vma
bp 1 bp
依题意 V a=93.8dm3kg-1， Vma=82.5dm3kg-1 p=13.375kPa 代入上式得 b=[82.5/13.375×(93.8-82.5)] kPa-1= 0.5459 kPa-1
（2）当 p=6.6672kPa 时
V
a
Vma
bp 1 bp
答：亚稳态是热力学不完全稳定的状态，常见的亚稳态有过饱和蒸气、过热液体、 过冷液体、过饱和溶液。产生的原因是在新的相生成时，颗粒极其微小,其比表面积和表 面吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极为困难而造成亚稳态的产生。防止亚稳 态产生的方法一般是引入“种子”，使之形成结晶或凝聚或气化核心。
（2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会 出现什么现象？
解：对方程 V a=kpn 取对数可得：
合肥工业大学-物理化学习题-第十章、界面现象合并
1 液体在玻璃毛细管中是上升还是下降, 取决于该液体的什么 性质? ______ B A. 粘度 B. 界面张力 C. 密度 A 2 纯组分系统的表面Gibbs函数值 ____. A. 大于零 B. 小于零 C. 等于零 B 3 表面张力与下述哪些因素无关? ____ A. 物质本身性质 B. 物质总表面积
pr 2M ln p RTr 2 71.97 10- 3 N m -1 18.02 10- 3 k g m ol-1 8.314J K -1 m ol-1 298K 0.9971 10- 3 k g cm - 3 10- 7 m 1.049 10- 2
00-7-15 8
10 在某盐的过饱和溶液中, 不慎落入一小尘埃, 结果使溶液很 快析出结晶盐. 可以推断界面张力尘|盐____<尘| 液, 理由是 ______________________________________________________ 在相变开始的瞬间, 主要是界面Gibbs函数的减小而不是相变 ______________________________________________________ 本身引起的Gibbs函数的减小起作用, 亦即新形成的尘|盐界面 ______________________________________________________. 和盐|液界面的总界面张力应小于同步消失的尘|液界面张力. 11 已知20℃时, 水|空气界面张力为7.2810－2 Nm－1, 当在20 2.9110－5 ℃和常压下可逆地增大水的表面积4cm2, 需做功___________J. 12 有人设计如图所示的“永动机”, 不断 上升的液体在未达最高点之前就折回并滴下, 推动小涡轮转动. 这种“永动机”不可能造 毛细上升的动力在于凹液面下的附 成的原因是 加压力 , 而在液滴脱离管口的过程中, 凹液面 _____________________________ 曲率半径增大 , 附加压力随之减小, 当减小到 ______________________________________ 与静压差相等时就达平衡 ______________________________________ 00-7-15 _______________________.
界面物理化学习题
一、 选择题1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ）（a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为m -1）（d ）（a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4's p R γ=，答案选d 。
3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系：式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ）（a ）()21Aa RT Ba Γ=-+ （b ）()21ABa RT Ba Γ=-+ （c ）()21ABa RT Ba Γ=+ （d ）()21Ba RT Ba Γ=-+ 思路：()211a d a B ABa A RT da RT Ba RT Ba γ⎛⎫Γ=-=--= ⎪++⎝⎭，答案选c 。
4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa 时，覆盖率θ=，当θ=时，苯蒸汽的平衡压力为（b ）（a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （d ）200 Pa思路：Langmuir 公式1ap apθ=+ 将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a 的值，然后根据新的覆盖度和a ，计算出平衡压力。
答案为b 。
（要求能够自己推导Langmuir 公式）5. 在298K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。
如果A ，B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B 液的（a ）（a ）倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4倍 思路：2's p R γ=，代入该公式计算比值，答案选a 。
物理化学第五版课后习题答案
第十章 界面现象10－1 请回答下列问题：(1) 常见的亚稳定状态有哪些为什么产生亚稳态如何防止亚稳态的产生(2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象(3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由 (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么(5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。
产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。
(2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。
(3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。
(4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。
物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。
(5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。
10－2 在及下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少已知时汞的表面张力为 N ·m －1。
解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3132r rΔG ＝21A A dA γ⎰＝(A 2－A 1)＝4·( N 22r －21r )＝4·(312r r －21r )＝4××(339 (110)110--⨯⨯－10－6)＝J10－3 计算时时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。
材料物理化学 表面与界面 习题
球状较稳定，还是在境界上呈双球冠形较为稳定？
（b）如果 β 在晶界上呈薄膜状，情况又将如何？
解：（a）若设 γ αβ 为 α-β 界面上的表面张力； γ αα 为 α -α 界面上的表面张力。 当 β 相为球冠状存在于晶界上时，如图 5-12-1 示，表面能为：
（γ
）
A晶
界
＝
2[
2
r
2 α
β
(1
3）真实表面：它是在清洁表面上有来自体内扩散到表面的杂质和来自表面周围空 间吸附在表面上的质点所构成的表面。根据原子在基底上的吸附位置，一般可分为四种 吸附情况，即顶吸附、桥吸附、填充吸附和中心吸附等。
4、固体表面的驰豫与无机超细粉体性能之间有何关系？ 解：由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面上原子产生的相对于正常
位置的上、下位移，称为表面弛豫。
材料物理化学
湖南工学院
粉体：微细的固体微料集合体，原料加工成微细颗粒以利于成型和烧结。粉体制备：反 复粉碎形成一系列新表面。而离子极化变形重排畸变有序性降低，随粒子的微细化从表 面增大，无序性增大并向纵深发展，不断影响内部结构，最后使粉体表面结构趋于无定 形化。
一种认为粉体表面层是无定形结构。一种认为粉体表面层是粒度极小的微晶结构。 所以在无机超细粉体上可以发生表面驰豫现象。
解：每 1g 石英所占体积 1/2.65＝0.3774cm3/g
一粒石英所占体积
4 / 3 r 3＝ 4 / 3 π (10 4 ) 3 ＝ 4 .188 10 － 12 cm 3
每克石英含粒子数
0 .3774
＝ 9 10 10
4 .188 10 12
1 .02 ＝ 0 .3849 cm 3 / g
物理化学—表面化学练习题及参考答案(2)
)
)
(C) 固-水 = 固-空气
其液固间的接触角值为： (
(A) > 90°
(C) = 180°
(D) 不能确定
10. 已知 A2(1),B2(2)两种气体在催化剂上发生混合吸附, 其中(1)气
体发生解离, 若催化剂表面是均匀的, 则(1)、(2)在催化剂上的表面
覆盖度 1, 2 与气相平衡压力 p1, p2 关系为： (
式，在 40 Pa 时，覆盖度 = 0.05，当 = 1/2 时，苯气体的平衡压
力为： (
(A) 400 Pa
(C) 1 000 Pa
)
3. 在等温等压条件下，将 1 mol 水的表面积增加 10 倍，作功为
ห้องสมุดไป่ตู้
W，水的 Gibbs 自由能变化为G，此时 W 与 G 的关系为：(U
= Q - W)
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，通力根1保过据护管生高线产中敷工资设艺料技高试术中卷0资不配料仅置试可技卷以术要解是求决指，吊机对顶组电层在气配进设置行备不继进规电行范保空高护载中高与资中带料资负试料荷卷试下问卷高题总中2体2资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况1卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可1都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高；料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高，核中或对资者定料对值试某，卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试，置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高，技料课中并3术试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术，、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽 纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
中国石油大学 物理化学试题
15、在 298K时，乙醇水溶液的表面张力与溶液活度之间的关系为 γ = γ 0 − Aa + Ba 2 ，式 中常数A= 5 × 10−4 N·m-1，B= 2 × 10 −4 N·m-1,求活度a=0.5 时，溶液的表面超额Γ2为多少？ 解 由题给公式 γ = γ 0 − Aa + Ba 2 ，得
17、在 298K时，用刀片切下稀肥皂水的极薄表面层 0.03m2，得到 2 × 10 −3 dm 3 的溶液，发 现其中含肥皂为 4.013 × 10 −5 mol ，而其同体积的本体溶液中含肥皂为 4.00 × 10−5 mol ，试 计算该溶液的表面张力。已知 298K时，纯水的表面张力为 0.072N·m-1，设溶液的表面张 力与肥皂活度呈线形关系， γ = γ 0 − Aa ，活度系数为 1。 解
（3）当 b
c >> 1 时 c! a ⎛ 0.0131 ⎞ −2 −6 −2 =⎜ ⎟ mol ⋅ m = 5.40 × 10 mol ⋅ m RT ⎝ 8.314 × 292 ⎠
Γ2 =
每个丁酸分子的截面积为
A=
1 1 ⎛ ⎞ 2 m = 3.08 ×10−19 m 2 =⎜ 23 −6 ⎟ L Γ2 ⎝ 6.02 ×10 × 5.40 ×10 ⎠
-4-
物理化学习题解答
Γ2 = −
c / c! dγ c / c! ab = ! RT d (c / c ) RT 1 + b(c / c! )
0.2 0.0131× 19.62 ⎞ ⎛ −2 −6 −2 （2）当 Γ2 = ⎜ × ⎟ mol ⋅ m = 4.30 × 10 mol ⋅ m 时 ⎝ 8.314 × 292 1 + 19.62 × 0.2 ⎠
物理化学第2版万洪文 下 各章练习题答案
第8章 基元反应动力学
P286.1、基元反应,2A(g)+B(g)＝E(g),将2mol的A与1mol的B放入1升容器中混合并反应, 那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？ 解：[A]0:[B]0= 2:1 , 反应物消耗一半时 [A]=0.5[A]0 ,[B]= 0.5[B]0 , r = k[A]2 [B] r : r0 = 1 : 8 2、双分子反应2A(g) =B(g) + D(g),在623K、初始浓度为0.400mol · dm－3时,半衰期为105s,请 求出 (1) 反应速率常数k (2) A(g)反应掉90%所需时间为多少? (3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最大反应速率为多少? 解：(1) r = k[A]2 , t 1/2= 1/( k[A]0) , k = 0.0238dm3 ·mol-1s-1 (2) 1/[A] – 1/[A]0 = k t , t = 945 s (3) ln(k/k’)=(Ea/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3 ·mol-1s-1, rmax = k[A]02=3.6×10－4 mol ·dm-3s-1.
7、某溶液含有NaOH和CH3COOC2H5 ，浓度均为1.00×10-2mol· dm-3 ， 298 K时反应经 过10min有39%的CH3COOC2H5分解，而在308 K时，10分钟有55%分解，计算： (1)该反应的活化能。 (2)288K时，10分钟能分解多少？ (3)293K时，若有50%的CH3COOC2H5分解需时多少？ 解：(1)1/[A]-1/[A]0= k t ,k(298 K)= 6.39 mol-1· dm3 min-1 ,k(308 K)=12.22 mol-1· dm3 min-1 Ea=Rln(k1/k2)(1/T2-1/T1)= 49.4kJ· mol-1 (2)288K时,k(288K)=3.2 mol-1· dm3 min-1, t =10 min,{[A]0-[A]}/ [A]0=24.2% (3)293K时, k(293K)=4.55 mol-1· dm3 min-1, t1/2=1/( k[A]0)= 22min 8、两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,反应1的活化能比反应2的活化能高出 10.46kJ ·mol－1;在 373K时,若反应1的反应物初始浓度为0.1mol ·dm－3,经过60min后反应 1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05mol ·d m－3时, 要使反应 2完成70%需要多长时间(单位min)? 解：由k=Ae-Ea/RT，A1=A2，所以k1/k2=e (Ea1-Ea2)/RT 由1/[A]-1/[A]0= k t , Ea1-Ea2=10.46×103J/mol 所以 k1= 7.14×10-2 mol-1 ·dm3 min-1 ,k2=2.04 1/(1-70%) [A]0 -1/[A]0 = k2 t2 ， [A]0 = 0.05mol ·d m－3 所以 t2=22.88min
物理化学（界面化学练习2009级84题）
界面与胶体化学练习（化学2006级2008-12-15）一、选择题( 共35题)1. 测得氧在纯净的金属W 表面上化学吸附热为596.64 kJ·mol-1, 而气态氧原子的吸附热为543.92 kJ·mol-1, 氧的解离能为491.53 kJ·mol-1, 则氧在W 表面上吸附性质为：( )(A) 分子吸附, 范德华力(B) 分子吸附, 生成氢键(C) 原子吸附, 生成共价键(D) 原子吸附, 生成吸附配位键2. 两液体A和B表面张力γA=γB，密度ρA=2ρB，一毛细管插入A中液面上升2.0 cm，插入B中液面上升多少？（假定两液体皆完全润湿管壁）（）(A) 1.0 cm (B) 2.0 cm(C) 4.0 cm (D) 5.0 cm3. 已知1000 K 时，界面张力如下：γ( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1,γ( Ag(l)-g )= 0.92 N·m-1, γ( Ag(l)-Al2O3(s) )= 1.77 N·m-1。
则1000 K 时，液态银滴在Al2O3(s) 表面上的接触角θ是：( )(A) 33.2°(B) 46.5°(C) 101.2°(D) 146.8°4. 对于亲水性表面，其各界面张力之间关系是：( )(A) γs-l > γs-g(B) γs-l < γs-g(C) γs-l = γs-g(D) 不能确定5. 在298 K下，将液体水分散成小液滴，其热力学能：（）(A)增加(B) 降低(C) 不变(D) 无法判定在绝热条件下，将液体分散成小颗粒液滴，液体的温度将：（）(A)上升(B) 下降(C) 不变(D) 无法判定6. 一玻璃罩内封住半径大小不同的水滴，罩内充满水蒸气，过一会儿会观察到：（）(A) 大水滴变小，小水滴变大(B)大水滴变大，小水滴变小而消失(C)无变化(D) 大小水滴皆蒸发消失7. 下面说法不正确的是：( )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液面没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心8. 设θ为表面覆盖度, 根据Langmuir 理论, 其吸附速率为：( )(A) aθ(B) aθ p(C) a(1－θ)p(D) a(1－θ)9. 表面活性剂具有增溶作用,对增溶作用说法不正确的是：( )(A) 增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低(B) 增溶作用是一个可逆的平衡过程(C) 增溶作用也就是溶解作用(D) 增溶作用与乳化作用不同10. 微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？( )(A) 微小晶体的饱和蒸气压大(B) 微小晶体的溶解度大(C) 微小晶体的熔点较低(D) 微小晶体的溶解度较小11. 用BET 流动法测定硅胶小球的比表面时，要求吸附质和吸附剂之间最好：( )(A) 只有化学吸附(B) 只有物理吸附(C) 既有物理吸附，又有化学吸附(D) 没有任何吸附12. 下列说法中不正确的是：( )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心13. 一个U 型管的两臂直径不同，一端为1×10-3 m，另一端为3×10-3 m，水的表面张力为0.072 N·m-1。
界面物理化学 习题资料讲解
一、 选择题1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ）（a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N•m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4's p R γ=，答案选d 。
3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系：()0ln 1A Ba γγ=-+式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ）（a ）()21Aa RT Ba Γ=-+ （b ）()21ABa RT Ba Γ=-+ （c ）()21ABa RT Ba Γ=+ （d ）()21Ba RT Ba Γ=-+ 思路：()211a d a B ABa A RT da RT Ba RT Ba γ⎛⎫Γ=-=--= ⎪++⎝⎭，答案选c 。
4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa 时，覆盖率θ=0.05，当θ=0.5时，苯蒸汽的平衡压力为（b ）（a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （d ）200 Pa思路：Langmuir 公式1ap apθ=+ 将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a 的值，然后根据新的覆盖度和a ，计算出平衡压力。
答案为b 。
（要求能够自己推导Langmuir 公式）5. 在298K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。
如果A ，B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B 液的（a ） （a ）0.5倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4倍 思路：2's p R γ=，代入该公式计算比值，答案选a 。
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界面化学
主要研究
研究在界面上发生的一些行为
基本要求及主要公式
界面：多相体系中任意两相的接触面。 对于多孔体系，高分散体系，由于总表面很 大，所以界面现象明显。
一、比表面：衡量体系表面积大小的物理量
Av
A V
单位：m-1
或
Am
A m
单位：m2/kg
二、比表面能和比表面张力
G ( A )TPnB
(4)
7．通常称为表面活性物质就是当其加入液体 中后 （1）能降低液体的表面张力 （2）能增大液体的表面张力 （3）不影响液体的表面张力 （4）能显著降低液体的表面张力
(4)
8.当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结果是
(1) d 0 正吸附
dc
(2) d 0 负吸附
dc
(3) d 0 正吸附
(×) 7.由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以 溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的 浓度。
(×)8.表面活性物质指那些加入到溶液中，可 以降低溶液表面张力的物质。
二、选择题
1．已知20℃时水-空气的界面张力为 7.275×10-2N•m-1，当20℃和p可逆地增大 表面积4cm2时系统的△G是
（2）2.5×107 个 （4）1.25×1011个
N
4 3
53
4 3
(103
)3
1.251011
(4)
3.对于弯曲液面（非平面）所产生的附加压力 （1）一定等于零 （2）一定不等于零 （3）一定大于零 （4）一定小于零
(2)
4.固体其表面能被液体所浸湿，其相应的润
湿角是 （1） =00 （2） >900 （3） <900 （4） 可为任意角
2．表面活性剂的结构—不对称结构 （极性集团+非极性集团）
3.吉不斯吸附等温式
2
a2 RT
d
da2
d
0 da2
d 0
da2
20
2 0
正吸附 负吸附
八、固-液界面 1.润湿—根据润湿程度分为沾湿、浸湿、铺展。
（1）沾湿 Ga sl sg lg 0
（2）浸湿 Gi sl sg 0
4.测定固体比表面较为经典的方法是（ BET ） 法，该法使用的公式中有两个常数（ C ）和 （Vm ），该公式只能在p/p﹡=（ 0.05~0.15 ） 范围内使用。
（1）2.91×10-5J （2）2.91×10-1 J （3）-2.91×10-5J （4）-2.91×10-1 J
G A 7.275 4104 2.91105 J
(1)
2．在25℃和p下，把一半径r1为5mm的水珠 分散成半径r2为10-3mm的小水滴，则小水滴 的数目是
（1）5×103个 （3）1×109个
(√) 2.大多数系统来说，当温度升高时，表 面张力下降。
(×) 3. 将玻璃毛细管插入汞中,会发现汞柱上 升。
(×) 4.液体在毛细管中上升或下降决定于该液 体的表面张力的大小。
(×) 5.单分子层吸附只能是化学吸附，多分 子层吸附只能是物理吸附。
(×) 6.产生物理吸附的力是范德华力，作用 较弱，因而吸附速率慢，不易达平衡。
单位：J•m2或N•m-1
三、弯曲液面的附加压力 由于表面张力的存在，弯曲液面上受附
加压力的作用，附加压力与曲率半径的关系
p 2
R
凹液面 R为负值 △p＜0 比平面小
凸液面 R为正值 △p＞0 比平面大
四、毛细现象
h 2 gR
或
h 2 cos
gr
五、微小液滴的饱和蒸气压
开尔文方程: RT ln pr 2 M
dc
(4) d 0 负吸附
dc
(1)
三、填空题
1．碳酸钙分解时，大颗粒的分解压较小颗粒 的分解压（ 小 ）。
2．兰格缪尔等温式推导的假设是
（ (1)单分子层
）。
(2)分子间无作用力
(3)表面光滑
(4)吸附和解析速度相等
3.具有两亲和结构的表面活性分子能在界 面上（定向排列 ），从而降低了 （ 表面张力 ）。
p r
六、固体表面的吸附作用
1.弗伦因德里希方程x1kp nm
或
2.兰格缪尔方程
m
1
ap ap
或
x
1
kC n
m
p 1 p V aVm Vm
3.BET方程
p
1 C 1 p
V ( p* p) VmC VmC p*
七、溶液吸附
1．表面活性剂—能显著降低表面张力的物质。 加入溶液后随溶液浓度的增加表面张力下降, 发生正吸附。
（3）铺展 Gs sl lg sg 0
2．杨氏方程
cos sg sl lg
Ga lg (cos 1) 1800 沾湿过程
Gi lg cos
900 浸湿过程
Gs lg (cos 1) 00
铺展过程
练习题
一、判断题
(×) 1.只有在比表面很大时才能明显地看到 表面现象，所以系统表面增大是表面张力产 生的原因。
(3)
5．在相同温度下，同一液体制成不同曲率半 径的分散系统，具有不同的饱和蒸气压，以 p平、p凹、p凸表示，则
（1）p平>p凹>p凸 （2）p凹>p平> p凸 （3）p凸>p平>p凹 （4）p凸>p凹 > p平
(3)
6．微小晶体与普通晶体相比较，哪一性质是 不正确的？ （1）微小晶体的蒸气压较大 （2） 微小晶体的熔点较低 （3）微小晶体的溶解度较大 （4）微小晶体的溶解度较小